УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЕ СОСТАВЫ СЪЕДОБНОЙ КРАСКИ, СОДЕРЖАЩИЕ КАРБОНАТ КАЛЬЦИЯ Российский патент 2023 года по МПК A23G3/34 A23L5/47 

Область техники

Настоящее изобретение относится к новым составам съедобной краски, содержащим карбонат кальция в качестве белого пигмента и растворители на основе воды и спирта. Соответствующие настоящему изобретению составы обеспечивают требуемые от краски белизну и непрозрачность, их без проблем можно использовать при машинной печати, и они позволяют улучшить визуальное качество и долговечность отпечатка.

Уровень техники

В различных областях применения, включая краски, глазури и окрашивающие вещества, и в различных отраслях промышленности, включая строительство, производство товаров для дома, бумажных изделий, потребительских товаров, изделий для личной гигиены и косметики, в качестве белого пигмента часто используют диоксид титана (TiO₂) пигментного сорта. Диоксид титана также обычно используют для придания требуемых белого цвета и непрозрачности различной пищевой и кондитерской продукции, включая его в состав съедобной краски.

Но некоторых потребителей волнуют проблемы безопасности, связанные с применением диоксида титана в виде наночастиц вместо тщательно протестированного и безопасного диоксида титана пигментного сорта, разрешенного для использования в пищевых продуктах. По сути, наблюдается растущая заинтересованность в замене диоксида титана другим, натуральным белым пигментом для удовлетворения желания потребителей использовать пищевую продукцию, состоящую из натуральных ингредиентов. Одним из возможных заменителей является рисовый крахмал. Однако рисовый крахмал неспособен придать "яркий" белый цвет и обеспечить достаточную непрозрачность и используется в значительно бóльших количествах, что может привести к возникновению проблем, связанных с высокой вязкостью, если сравнивать с диоксидом титана.

Ранее было продемонстрировано, что для получения видимого отпечатка в машинах для ротационной глубокой печати с переносом можно использовать уже известные красящие составы, основным компонентом которых является скаленоэдрический карбонат кальция, и которые содержат отличающиеся от воды растворители (например, только на основе спирта). Однако если сравнивать с характеристиками существующих красок на основе диоксида титана, общее качество отпечатка, разрешение отпечатка и долговечность отпечатка являются невысокими.

Таким образом, существует потребность в усовершенствованных составах съедобной белой краски, которые позволяют получить отпечатки, имеющие более высокие качество и долговечность, и которые не включают диоксид титана. Задача настоящего изобретения - удовлетворение этих и других потребностей, как более подробно рассмотрено ниже.

Сущность изобретения

Настоящим изобретением предлагаются усовершенствованные составы съедобной краски, содержащие скаленоэдрические частицы карбоната кальция. Эти усовершенствованные краски, которые содержат водно-спиртовой растворитель, можно использовать при машинной печати, и они позволяют получить отпечатки, имеющие более высокие качество и долговечность, если сравнивать с уже известными составами краски на основе карбоната кальция. Рассматриваемые здесь составы съедобной краски можно использовать как замену составам съедобной краски, содержащим диоксид титана.

Согласно определенным аспектам настоящего изобретения, предлагается состав съедобной краски. Состав съедобной краски включает скаленоэдрические частицы карбоната кальция и водно-спиртовой растворитель. В состоянии полученной сухой пленки состав съедобной краски обеспечивает рейтинг долговечности отпечатка, составляющий не менее 70.

Согласно определенным аспектам настоящего изобретения, при нанесении состава съедобной краски толщина сырой пленки может составлять приблизительно 60 мкм или менее.

Согласно определенным аспектам настоящего изобретения, толщина высохшей пленки из состава съедобной краски может составлять приблизительно 30 мкм или менее.

Согласно определенным аспектам настоящего изобретения, частицы карбоната кальция присутствуют в количестве от приблизительно 10% по весу до приблизительно 30% по весу.

Согласно определенным аспектам настоящего изобретения, высохший отпечаток имеет рейтинг долговечности менее 10.

Согласно определенным аспектам настоящего изобретения, высохший отпечаток имеет общий рейтинг качества отпечатка более 4.

Согласно определенным аспектам настоящего изобретения, водно-спиртовой растворитель содержит высокомолекулярный спирт и низкомолекулярный спирт в соотношении, превышающем приблизительно 1:1.

Согласно определенным аспектам настоящего изобретения, состав съедобной краски содержит одну или более связок.

Согласно определенным аспектам настоящего изобретения, связующее выбирают из гидроксипропилметилцеллюлозы (HPMC), гидроксипропилцеллюлозы (HPC), метилцеллюлозы, шеллака, поливинилпирролидона (PVP), карбоксиметилцеллюлозы (СМС) и натрий-карбоксиметилцеллюлозы (NaCMC).

Согласно определенным аспектам настоящего изобретения, спирт может представлять собой один или более спиртов С2 - С6, выбранных из изопропанола, 1-пропанола, этанола, 1-бутанола, 3-метил-1-бутанола (изоамилового спирта), 2-бутанола и гексанола. Согласно определенным аспектам настоящего изобретения, водосодержащим растворителем является вода или смесь воды и аммиака.

Кроме того, настоящим изобретением предлагаются пищевые продукты, содержащие состав съедобной краски. Например, пищевой продукт может представлять собой кондитерское изделие. Согласно определенным аспектам настоящего изобретения, кондитерское изделие может представлять собой конфету с твердой накаткой. Конфета с твердой накаткой может включать глянцевое покрытие. В качестве альтернативы, пищевой продукт может представлять собой закуску.

Выше, чтобы облегчить понимание приведенного далее подробного описания, в общих чертах рассмотрены признаки и технические преимущества настоящего изобретения. Дополнительные признаки и преимущества этого изобретения будут указаны впоследствии в пунктах приложенной Формулы изобретения. Специалисты в данной области техники должны понимать, что идея и конкретный рассмотренный вариант реализации легко могут быть использованы в качестве основы для модификации или разработки других элементов с целью решения тех же задач, что решаются настоящим изобретением. Специалисты в данной области техники должны также осознавать, что подобные эквивалентные конструкции не будут выходить за пределы сущности и объема настоящего изобретения, которые определены в пунктах приложенной Формулы изобретения. Обладающие новизной признаки настоящего изобретения, которые, как считается, являются его отличительными свойствами как в плане его воплощения, так и в плане метода его функционирования, вместе с дополнительными элементами и преимуществами будут лучше поняты из приведенного далее описания.

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 показана система присвоения рейтинга отпечаткам, используемая для оценки разрешения, или резкости, и общего качества изображений, напечатанных с использованием съедобных красок, соответствующих определенным, не накладывающим ограничений вариантам реализации настоящего изобретения.

На Фиг.2 приведены фотографии экспериментальных конфет с твердой накаткой, изображение на которых было напечатано с использованием сравнительного состава съедобной краски, представляющего собой краску на основе спирта и шеллака, который рассмотрен в Примере 1 и приведен в Таблице 1 (Сравнительный состав 1).

На Фиг.3 приведены фотографии экспериментальных конфет с твердой накаткой, изображение на которых было напечатано с использованием состава съедобной краски, представляющего собой краску на основе HPMC, спирта и воды, который рассмотрен в Примере 1 и приведен в Таблице 1 (Состав 4).

На Фиг.4 приведен график зависимости вязкости (сП) от скорости сдвига (с^-1) для состава съедобной краски, соответствующего определенным, не накладывающим ограничений вариантам реализации настоящего изобретения.

На Фиг.5 приведен график зависимости вязкости (сП) от скорости сдвига (с^-1) для состава съедобной краски, соответствующего определенным, не накладывающим ограничений вариантам реализации настоящего изобретения.

На Фиг.6 приведен график зависимости вязкости (сП) от скорости сдвига (с^-1) для состава съедобной краски, соответствующего определенным, не накладывающим ограничений вариантам реализации настоящего изобретения.

На Фиг.7 приведен график зависимости вязкости (сП) от скорости сдвига (с^-1) для состава съедобной краски, соответствующего определенным, не накладывающим ограничений вариантам реализации настоящего изобретения.

Подробное описание

Как указано выше, на сегодняшний день в данной области техники остается потребность в составе съедобной краски, который не содержит диоксида титана, но при этом способен обеспечить требуемый белый цвет и более высокие визуальное качество и долговечность отпечатка. Настоящим изобретением предлагаются такие составы съедобной краски, и эти составы в качестве белого пигмента содержат скаленоэдрические частицы карбоната кальция. Эти составы съедобной краски являются безопасными при употреблении в пищу и могут использоваться для придания белого цвета различным пищевым продуктам, кондитерским изделиям и закускам.

Чтоб облегчить понимание, и не подразумевая при этом наложения каких-либо ограничений, данное подробное описание разделено на следующие подразделы:

1. Определения

2. Составы съедобной краски

3. Пищевые продукты

4. Способы печати

5. Способы получения

1. Определения

Термины, используемые в этой спецификации, в общем имеют свое обычное для данной области техники значение, как при их применении для рассмотрения настоящего изобретения в целом, так и в конкретных местах спецификации, где приведен каждый из них. С целью оказания дополнительной помощи лицам, желающим использовать это изобретение на практике, которые будут изучать, воплощать и использовать композиции и способы, соответствующие настоящему изобретению, некоторые из этих терминов рассмотрены ниже или в других местах этой спецификации.

Указание в пунктах Формулы изобретения или спецификации элемента в единственном числе не исключает наличия множества таких элементов. Термины "имеющий", "включающий", "имеющий в составе" и "содержащий" являются взаимозаменяемыми, кроме того, специалист в данной области техники должен понимать, что при использовании этих терминов с целью перечисления входящих в состав элементов, приведенный таким образом перечень элементов не является исчерпывающим.

Термины "приблизительно" или "примерно" означают нахождение конкретного значения, определенного специалистом обычной квалификации в данной области техники, в пределах допустимого диапазона ошибки, который будет зависеть отчасти от того, как это значение измеряется или определяется, т.е. от ограничений системы измерения. Например, "приблизительно" может означать нахождение в пределах 3 или более стандартных отклонений, принятых в данной области техники. В качестве альтернативы, "приблизительно" может означать отклонение от приведенного значения в диапазоне до 20%, предпочтительно - до 10%, более предпочтительно - до 5% и еще более предпочтительно - до 1%.

В том смысле, как здесь используется, "пищевой продукт" или "композиция пищевого продукта" - проглатываемые изделия, включая, но не ограничиваясь указанным, пищу для человека, пищу для диких или домашних животных, фармацевтические изделия и потребительские товары. Состав съедобной краски путем печати можно наносить на пищевые продукты непосредственно, либо на имеющиеся на них на покрытие, оболочку или глазурь. Типичные покрытия или оболочки могут содержать различные виды сахара, полиолы, жиры, йогурт и комбинации указанного. Кроме того, на покрытие пищевого продукта может быть нанесена глазурь, содержащая шеллак, воск или их комбинацию.

В том смысле, как здесь используется, "кондитерское изделие" - сладкий или десертный пищевой продукт. Кондитерские изделия с поверхностью, пригодной для печати с использованием состава съедобной краски, могут включать, не ограниваясь указанным, конфеты (твердые и мягкие), прессованные мятные леденцы, жевательную резинку, мармелад, шоколад, сливочную помадку, мягкую карамель, лакрицу, ирис, мармелад-горошек и их комбинации. Состав съедобной краски путем печати можно наносить на кондитерские изделия непосредственно, либо на имеющиеся на них покрытие, оболочку или глазурь. В том смысле, как здесь используется, "закуска" - сладкий или пикантный продукт, например, фруктовая закуска, чипсы/криспы, экструдированная закуска, тортильи/кукурузные чипсы, попкорн, крендели, орехи, батончик с гранолой/мюсли, батончик для завтрака, энергетический батончик, фруктовый батончик, другой батончик, употребляемый как закуска, и комбинации указанного. Состав съедобной краски путем печати можно наносить на закуски непосредственно, либо на имеющиеся на них покрытие, оболочку или глазурь.

В том смысле, как здесь используется, "вязкость" представляет собой вязкость при сдвиге или динамическую вязкость материала, например, жидкой съедобной краски. Вязкость зависит от толщины материала и характеризует его сопротивление течению. Вязкость можно выразить в сантипуазах (сП). Вязкость можно измерить с использованием вискозиметра, например, вискозиметра с контролируемым напряжением сдвига MCR 302, производимого компанией Anton Paar GmbH, Graz, Austria, или вискозиметра Discovery Hybrid Rheometer - 3, производимого компанией TA Instruments, New Castle, Delaware, USA.

В том смысле, как здесь используется, "толщина нанесенной сырой пленки" или "толщина сырой пленки" представляет собой толщину состава съедобной краски, нанесенного на поверхность обрабатываемого продукта или на карточку для нанесения накраски, до выполнения сушки.

В том смысле, как здесь используется, "весовой процент" или "% по весу" означает весовое количество компонента в веществе (например, составе съедобной краски) как процентную долю от общего веса сырого вещества (т.е. перед сушкой).

В том смысле, как здесь используется, термин "скаленоэдрическая форма" не означает указания наличия у частиц какого-либо конкретного числа граней, с его помощью указывается, что почти все грани частицы представляют собой разносторонние треугольники.

В том смысле, как здесь используется, "общее качество отпечатка" означает рейтинг качества отпечатка, который приведен на Фиг.1. В основе присвоения отпечатку общего рейтинга качества лежит оценка общего визуального впечатления, полученного от напечатанного изображения буквы "m". При данной оценке учитываются яркость отпечатка и завершенность изображения.

При оценке разрешения отпечатка (т.е. при выставлении рейтинга разрешения отпечатка) за основу принимается то, насколько отчетливым является изображение буквы "m" на конфете. Разрешение характеризуется тем, насколько четким является контур отпечатка, и насколько равномерно распределено красящее вещество в изображении.

В том смысле, как здесь используется, "долговечность отпечатка" представляет собой разницу между числом изделий с дефектным отпечатком до выполнения испытания с встряхиванием и числом таких изделий после этого испытания, которая определяется для образца, состоящего из 100 изделий.

В том смысле, как здесь используется, "кинематическая вязкость" - отношение абсолютной (или динамической) вязкости к плотности. Кинематическую вязкость можно измерить с использованием вискозиметра Цана, и ее значение выражается в сантистоксах (сСт).

2. Составы съедобной краски

Настоящая заявка относится к усовершенствованным составам съедобной краски, содержащим белый пигмент. Белым пигментом могут быть скаленоэдрические частицы карбоната кальция (CaCO₃). При нанесении состава съедобной краски на поверхность в процессе печати можно получить белый цвет. С целью получения состава съедобной краски белого цвета, который можно использовать вместо составов, содержащих диоксид титана, оптические свойства этого состава могут быть заданы таким образом, чтобы они были аналогичны оптическим свойствам указанных составов, содержащих диоксид титана. Такой состав съедобной краски может обеспечивать получение отпечатка, имеющего более высокие качество и долговечность.

В определенных вариантах высохший состав съедобной краски, находящийся на поверхности кондитерского изделия, может иметь рейтинг долговечности отпечатка, составляющий менее приблизительно 70, менее приблизительно 60, менее приблизительно 50, менее приблизительно 40, менее приблизительно 30, менее приблизительно 20, менее приблизительно 10, менее приблизительно 5 или менее приблизительно 2. В конкретном варианте высохший состав съедобной краски имеет рейтинг долговечности отпечатка, составляющий менее приблизительно 1.

В определенных вариантах высохший состав съедобной краски, находящийся на поверхности кондитерского изделия, может иметь общий рейтинг качества отпечатка, составляющий приблизительно 4 или более, приблизительно 5 или более, приблизительно 6 или более, приблизительно 7 или более, либо приблизительно 8 или более.

В определенных вариантах высохший состав съедобной краски, находящийся на поверхности кондитерского изделия, может иметь рейтинг разрешения отпечатка, составляющий приблизительно 4 или более, приблизительно 5 или более, приблизительно 6 или более, приблизительно 7 или более, либо приблизительно 8 или более.

Хотя здесь рассмотрены составы съедобной краски, имеющие белый цвет, необходимо понимать, что состав съедобной краски может быть смешан с другими пигментами или красителями для получения других цветов. Например, в определенных вариантах состав съедобной краски может быть смешан с черным или серым пигментом для получения серой краски. Подходящие черные пигменты включают оксиды железа и растительную сажу. В качестве альтернативы, состав съедобной краски может быть смешан с одним или более цветных пигментов или красителей, например, красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего или фиолетового цвета. Такие пигменты и красители могут быть любого естественного цвета или цвета, который получен искусственным путем, что хорошо известно в данной области техники. Искусственные или не являющиеся искусственными красители или пигменты также можно объединять в комбинацию для получения черного цвета или близкого к черному цвета, и эту комбинацию можно добавлять в краску, содержащую скаленоэдрический карбонат кальция, для получения серого цвета.

Помимо цвета, можно также задавать и другие свойства состава съедобной краски, предлагаемого настоящим изобретением, чтобы облегчить его нанесение на различные поверхности путем печати или другим путем. Например, состав съедобной краски может иметь определенную вязкость. Вязкость можно задавать таким образом, чтобы обеспечить ее соответствие существующему производственному оборудованию, например, печатным машинам. В дополнение к этому или в качестве альтернативы, вязкость можно задавать таким образом, чтобы обеспечить ее соответствие поверхности нанесения. Например, в определенных вариантах вязкость состава съедобной краски может составлять от приблизительно 30 сП до приблизительно 500.000 сП. В других вариантах вязкость состава съедобной краски может составлять от приблизительно 30 сП до приблизительно 30.000 сП, от приблизительно 100 сП до приблизительно 10.000 сП, от приблизительно 500 сП до приблизительно 8000 сП, от приблизительно 1000 сП до приблизительно 7000 сП, от приблизительно 1000 сП до приблизительно 6000 сП, от приблизительно 1500 сП до приблизительно 5000 сП или от приблизительно 2000 сП до приблизительно 4000 сП. В качестве альтернативы, вязкость состава съедобной краски может составлять от приблизительно 30 сП до приблизительно 300 сП, от приблизительно 300 сП до приблизительно 3000 сП или от приблизительно 3000 сП до приблизительно 300.000 сП. Состав съедобной краски также может иметь определенную кинематическую вязкость. Кинематическая вязкость состава съедобной краски может составлять от приблизительно 350 сСт до приблизительно 1500 сСт, от приблизительно 400 сСт до приблизительно 1000 сСт или от приблизительно 400 сСт до приблизительно 800 сСт. В предпочтительном случае кинематическая вязкость состава съедобной краски может составлять от приблизительно 400 сСт до 800 сСт, либо менее 800 сСт.

2.1. Карбонат кальция

Рассматриваемые здесь составы съедобной краски могут содержать карбонат кальция, а именно, скаленоэдрические частицы карбоната кальция. В том смысле, как здесь используется, "скаленоэдрическая" означает такую форму частиц, при которой почти все грани частицы представляют собой разносторонние треугольники. Число граней рассматриваемых здесь скаленоэдрических частиц конкретным образом не ограничивается, и эти частицы не обязательно должны быть строго скаленоэдрами, достаточно лишь, чтобы они имели, по существу, скаленоэдрическую форму.

Осажденный карбонат кальция (РСС) существует в трех основных кристаллических формах: кальцит, арагонит и фатерит, при этом кальцит это наиболее стабильная полиморфная модификация карбоната кальция. Существует много различных полиморфных модификаций (габитусов) для каждой из этих кристаллических форм. Кальцит имеет тригональную структуру с такими типичными габитусами, как скаленоэдрический, ромбоэдрический, гексагональный призматический, пинакоидальный, коллоидный, кубический и призматический. Было обнаружено, что скаленоэдрический карбонат кальция имеет требуемые характеристики рассеяния света при его включении в составы съедобной краски.

Например, не подразумевая при этом наложения ограничения, подходящие скаленоэдрические частицы описаны в опубликованном патенте США US2016/0023915, содержание которого этим упоминанием включено сюда во всей полноте. Другим не накладывающим ограничений примером подходящих скаленоэдрических частиц являются частицы ViCALity™, поставляемые компанией Minerals Technologies, Inc.

В определенных, не накладывающих ограничений вариантах частицы карбоната кальция могут иметь средний размер в диапазоне от приблизительно 0,5 мкм до приблизительно 15 мкм, от приблизительно 0,5 мкм до приблизительно 8 мкм, от приблизительно 0,5 мкм до приблизительно 5 мкм, от приблизительно 0,5 мкм до приблизительно 3 мкм, от приблизительно 1 мкм до приблизительно 3 мкм или от приблизительно 1,5 мкм до приблизительно 3 мкм.

В определенных не накладывающих ограничений вариантах состав съедобной краски, содержащий частицы карбоната кальция, может включать подходящее количество этих частиц. Например, в определенных вариантах состав съедобной краски может включать менее приблизительно 35% по весу частиц карбоната кальция, менее приблизительно 30% по весу частиц карбоната кальция, менее приблизительно 25% по весу частиц карбоната кальция или менее приблизительно 20% по весу частиц карбоната кальция. В определенных вариантах состав съедобной краски может включать от приблизительно 10% по весу до приблизительно 30% по весу, от приблизительно 15% по весу до приблизительно 25% по весу, от приблизительно 18% по весу до приблизительно 25% по весу или от приблизительно 20% по весу до приблизительно 23% по весу частиц карбоната кальция. Частицы карбоната кальция можно получить с использованием любого подходящего способа, который хорошо известен в данной области техники. Способ получения можно выбрать, исходя из требуемых формы и размера частиц карбоната кальция.

2.2. Дополнительные компоненты

В определенных вариантах составы съедобной краски могут, кроме того, включать один или более дополнительных компонентов. Например, составы съедобной краски могут включать любые подходящие растворители и связующие, которые необходимы для обеспечения подходящей вязкости и совместимости с поверхностью нанесения. В том смысле, как здесь используется, "подходящая вязкость" означает такую вязкость краски, которая позволяет получить приемлемые эксплуатационные характеристики при использовании устройства для нанесения краски путем печати. В том смысле, как здесь используется, "совместимость с поверхностью нанесения" означает, что краска имеет такую смачивающую способность, что ее нанесение путем печати на соответствующую поверхность обеспечивает получение ожидаемых характеристик изображения.

Согласно настоящему изобретению, любые дополнительные материалы, включенные в составы съедобной краски, должны быть совместимы с пигментом из карбоната кальция таким образом, чтобы не исказить обеспечиваемый им белый цвет. Кроме того, любые дополнительные материалы не должны ухудшать эксплуатационные характеристики краски в машине для ротационной глубокой печати с переносом и не должны отрицательно влиять на эффективность переноса краски в печатной машине с одного элемента на другой, то есть, с гравированного ролика на резиновый ролик и с него на поверхность конфеты. Дополнительные компоненты включают, не ограничиваясь указанным, соли, жирные кислоты, различные виды целлюлозы, например, карбоксиметилцеллюлозу, окрашивающие вещества, консерванты, натуральные или искусственные ароматизаторы, пластификаторы, диспергирующие вещества, эмульгаторы, наполнители, микроэлементы и т. д. Для изменения свойств поверхности частиц может использоваться связующее.

2.2.1. Растворители

Растворители, соответствующие настоящему изобретению, это растворители на основе спирта и воды, и они могут включать по меньшей мере один спирт в комбинации с водой или водным раствором. В определенных вариантах растворители могут включать один спирт, два спирта, три спирта, четыре спирта или более. Например, в определенных вариантах подходящие растворители могут включать один или более спиртов, представляющих собой спирты С2 - С6. В определенных вариантах упомянутые один или более спиртов могут включать, не ограничиваясь указанным, изопропанол, 1-пропанол, этанол, 1-бутанол, 3-метил-1-бутанол (изоамиловый спирт), 2-бутанол и гексанол. Спирты С2 и С3 считаются спиртами с небольшой молекулярной массой (MW)/низкомолекулярными (MW) спиртами, а спирты С4 - С6 считаются спиртами с большой молекулярной массой/высокомолекулярными (MW) спиртами. В определенных вариантах два или более включаемых в состав спиртов можно выбирать таким образом, чтобы из их числа один или более спиртов имели небольшую молекулярную массу/были низкомолекулярными спиртами, и один или более спиртов имели большую молекулярную массу/были высокомолекулярными спиртами. В определенных вариантах водосодержащий компонент растворителя может включать большую относительную долю спиртов с небольшой и большой молекулярной массой. В определенных вариантах водосодержащий компонент растворителя может представлять собой раствор гидроксида аммония в воде. В определенных вариантах водосодержащий компонент растворителя может представлять собой воду, комбинацию из воды и аммиака или комбинацию из воды и других водосодержащих растворителей. В определенных вариантах соотношение спирта с большой молекулярной массой/высокомолекулярного спирта и спирта с небольшой молекулярной массой/низкомолекулярного спирта в % по весу может быть больше 1:1, больше 2:1, больше 3:1, больше 4:1 или больше 5:1. В определенных вариантах соотношение спирта с большой молекулярной массой/высокомолекулярного спирта и спирта с небольшой молекулярной массой/низкомолекулярного спирта в % по весу может составлять от приблизительно 3:1 до приблизительно 10:1, от приблизительно 4:1 до приблизительно 9:1, от приблизительно 5:1 до приблизительно 8:1, от приблизительно 5:1 до приблизительно 10:1, от приблизительно 6:1 до приблизительно 10:1 или от приблизительно 7:1 до приблизительно 10:1. В качестве альтернативы, соотношение спирта с большой молекулярной массой/высокомолекулярного спирта и спирта с небольшой молекулярной массой/низкомолекулярного спирта в % по весу составляет от приблизительно 4:1 до приблизительно 8:1.

В определенных вариантах подходящий растворитель может включать диолы, например, пропиленгликоль (PG), полиэтиленгликоль (PEG) и глицерол. В качестве еще одного примера, не накладывающего ограничение, можно привести подходящие растворители на основе спирта, указанные в документе 21 C.F.R. 73.1 (2016), содержание которого этим упоминанием включено сюда во всей полноте.

В определенных вариантах содержание пропиленгликоля в составе съедобной краски может находиться в диапазоне от приблизительно 0,1% по весу до приблизительно 15% по весу, от приблизительно 1,0% по весу до приблизительно 10% по весу, от приблизительно 2% по весу до приблизительно 7% по весу, от приблизительно 3% по весу до приблизительно 6% по весу или от приблизительно 4% по весу до приблизительно 5% по весу.

В определенных вариантах содержание спирта в составе съедобной краски может находиться в диапазоне от приблизительно 30% по весу до приблизительно 55% по весу, от приблизительно 35% по весу до приблизительно 52% по весу, от приблизительно 37% по весу до приблизительно 50% по весу или от приблизительно 40% по весу до приблизительно 48% по весу.

В определенных вариантах содержание воды в составе съедобной краски в % по весу может составлять менее приблизительно 30%, менее приблизительно 25%, менее приблизительно 20% или менее приблизительно 15%. В определенных вариантах содержание воды в составе съедобной краски находится в диапазоне от приблизительно 10% по весу до приблизительно 30% по весу, от приблизительно 10% по весу до приблизительно 25% по весу или от приблизительно 15% по весу до приблизительно 20% по весу.

Общее содержание растворителя в составе съедобной краски может находиться в диапазоне от приблизительно 30% по весу до приблизительно 75% по весу, от приблизительно 40% по весу до приблизительно 70% по весу, от приблизительно 50% по весу до приблизительно 65% по весу или от приблизительно 60% по весу до приблизительно 70% по весу.

Как продемонстрировано далее, неожиданно обнаружилось, что составы съедобной краски, включающие скаленоэдрические частицы карбоната кальция и растворители, содержащие спирт и воду, обеспечивают более высокие качество и долговечность отпечатка по сравнению с уже известными составами съедобной краски. Как здесь рассмотрено, составы, соответствующие настоящему изобретению, неожиданно и успешным образом устраняют проблемы, связанные с эффективностью переноса краски с CaCO₃ в печатной машине, например, машине для ротационной глубокой печати, и обеспечивают высокое качество печати с получением отпечатка, имеющего высокие разрешение и долговечность.

2.2.2. Связующие

Составы съедобной краски, соответствующие настоящему изобретению, могут дополнительно содержать одно или более связующее. Под "связующим" понимается любой компонент, который образует непрерывную матрицу, связывающую частицы пигмента между собой и с поверхностью, на которой выполняется печать, после полного удаления растворителя и закрепления изображения на этой поверхности.

В настоящем изобретении связующее или смесь связующих являются растворимыми в смеси спирта и воды или водосодержащем растворе. В дополнение к этому или в качестве альтернативы, подходящие связующие включают смолы, например, гидроксипропилметилцеллюлозу (НРМС), гидроксипропилцеллюлозу (НРС), натрий-карбоксиметилцеллюлозу (NaCMC), шеллак, поливинилпирролидон (PVP) или их комбинации. В предпочтительном варианте связующим является гидроксипропилметилцеллюлоза (НРМС). Если используется связующее из целлюлозы, степень замещения (DS) метоксильными группами, молярное замещение (MS) и степень полимеризации (определяется по вязкости 2% раствора) можно выбрать таким образом, чтобы обеспечить требуемую текучесть состава краски, которая соответствует способу нанесения на конкретную основу. Если привести пример, не подразумевая при этом ограничения, гидроксипропилметилцеллюлоза (НРМС) предлагается компанией Dow Chemical Company в виде продуктов Methocel® E, F и K, которые получены из разных простых эфиров целлюлозы, имеющих различные степень замещения (DS) метоксильными группами, молярное замещение (MS) и степень полимеризации (определяется по вязкости 2% раствора).

В определенных вариантах, когда связующее содержит шеллак, водосодержащая часть растворителя может представлять собой раствор гидроксида аммония в воде. Например, и не подразумевая под этим ограничение, концентрация гидроксида аммония в воде может составлять приблизительно 14% по весу.

Соответствующий настоящему изобретению состав съедобной краски может включать связующее в диапазоне от приблизительно 5% до приблизительно 20% или от приблизительно 7% до приблизительно 18% от его общего веса. В определенных вариантах содержание связующего находится в диапазоне от приблизительно 8% до приблизительно 16%, от приблизительно 9% до приблизительно 14% или от приблизительно 10% до приблизительно 12% от общего веса состава съедобной краски. В определенных вариантах содержание связующего находится в диапазоне от приблизительно 10% до приблизительно 11% от общего веса состава съедобной краски.

В определенных вариантах, когда в качестве связующего используется НРМС, соотношение в % по весу спирта с большой молекулярной массой (спирта С4 - С6) и спирта с небольшой молекулярной массой (спирта С2 и С3) больше 1:1.

3. Пищевые продукты

Составы съедобной краски, соответствующие настоящему изобретению, могут быть нанесены на поверхность различных пищевых продуктов, например, пищу для домашних животных, батончики мюсли, мороженое и т.д., в том числе кондитерские изделия, например, конфеты (твердые и мягкие), прессованные мятные леденцы, жевательную резинку, мармелад, шоколад, сливочную помадку, мармелад-горошек, мягкую карамель, лакрицу и ирис. В других примерах составы съедобной краски наносят на покрытия на основе жира или йогурта, которые нанесены на пищевые продукты или кондитерские изделия.

Заявитель неожиданно обнаружил, что составы съедобной краски, которые нанесены на покрытия на основе жира или йогурта, имеют тенденцию к выцветанию. Чтобы уменьшить потерю цвета съедобной краской, перед нанесением составов съедобной краски и их сушкой, на покрытия на основе жира или йогурта наносят кондитерскую глазурь (например, покрытие из шеллака).

В конкретных вариантах состав съедобной краски наносят на поверхность кондитерского изделия с твердой накаткой. Кондитерское изделие с твердой накаткой может содержать корпус и по меньшей мере один покрывающий слой, содержащий кристаллизованный сахар. В качестве примера, не накладывающего ограничение, кондитерское изделие с твердой накаткой может содержать множество покрывающих слоев. В качестве примера, не накладывающего ограничение, съедобный корпус может содержать шоколад. В определенных вариантах на поверхности кондитерского изделия с твердой накаткой может дополнительно находиться глянцевое покрытие, которое нанесено до состава съедобной краски. По сути, состав съедобной краски может быть нанесен путем печати на глянцевое покрытие как сухая пленка.

Кондитерское изделие с твердой накаткой по типу может относиться к драже. Примерными и не накладывающими ограничений типами корпусов для кондитерских изделий, по типу относящихся к драже, могут являться натуральная сердцевина (например, миндаль, фундук или арахис) или "кондитерская" сердцевина (например, карамель, мягкая карамель или шоколад). Затем корпус может быть покрыт шоколадом и после этого - слоями сахара или других веществ, например, полиолами, гумми и натуральными полимерами, которые могут дополнительно включать одну или более цветных композиций.

В определенных вариантах способы изготовления кондитерских изделий с твердой накаткой могут содержать наложение множества подслоев, например, от приблизительно 5 до приблизительно 30, путем выполнения последовательности фаз нанесения и сушки, например, в котле. В процессе создания твердой накатки можно несколько раз наносить сахарный сироп, имеющий высокую концентрацию, для создания бесцветного сахарного покрытия на сердцевине съедобного изделия. За этим может следовать несколько нанесений концентрированного сахарного сиропа, содержащего окрашивающую композицию. В определенных вариантах процесс создания твердой накатки содержит многократное нанесение тонких слоев покрывающих раствора или композиции на перемешиваемую массу из сердцевин и сушку каждого слоя покрывающих раствора или композиции, во время которой сахар, содержащийся в таком покрытии, кристаллизуется между этапами нанесения слоев. Дополнительные, не накладывающие ограничений примеры способов производства кондитерских изделий с твердой накаткой приведены в опубликованных международных публикациях WO 2014/150438 и WO 2014/152417, содержание которых этим упоминанием включено сюда во всей полноте.

Если покрытию должен быть придан цвет, на более поздних стадиях процесса нанесения покрытия в покрывающий раствор может быть добавлена окрашивающая композиция. В некоторых ситуациях в случае кондитерского изделия с твердой накаткой, после нанесения нескольких слоев из бесцветного сахарного сиропа для создания покрытия из сахара, несколько раз наносят сахарный сироп, содержащий окрашивающую композицию, чтобы получить цветную оболочку. В определенных вариантах при получении цветной оболочки может потребоваться 30 или более раз нанести цветной покрывающий раствор, чтобы получить требуемый цвет. На внешнюю поверхность оболочки может быть нанесено глянцевое покрытие.

В качестве альтернативы, пищевые продукты могут представлять собой закуски, например, фруктовые закуски, чипсы/криспы, экструдированные закуски, мороженое, тортильи/кукурузные чипсы, попкорн, крендели, орехи, батончики с гранолой/мюсли, батончики для завтрака, энергетические батончики, фруктовые батончики и другие батончики, употребляемые как закуска. В конкретных вариантах пищевой продукт может представлять собой пищевой продукт, покрытый шоколадом или йогуртом. В качестве еще одной альтернативы, состав съедобной краски можно использовать на поверхности фармацевтического изделия, например, таблетки, капсулы или фармацевтического изделия с покрытием, либо любого другого потребительского товара с поверхностью, подходящей для нанесения съедобной краски путем печати.

При нанесении состава съедобной краски на поверхность продукта путем печати можно ограничиться конкретной областью этой поверхности. Например, на поверхность продукта путем печати можно нанести картинку, логотип, надпись или другое локализованное изображение. В качестве альтернативы, состав съедобной краски можно наносить на поверхность как сплошное покрытие, покрывающее всю эту поверхность, либо как узор, проходящий по всей этой поверхности.

4. Способы печати

Рассматриваемые здесь составы съедобной краски можно наносить на поверхность, например, поверхность пищевого продукта, используя любой подходящий способ, известный в данной области техники.

Согласно настоящему изобретению, в определенных его вариантах составы съедобной краски можно наносить с использованием процесса контактной печати, например, процесса ротационной глубокой печати с переносом. При выполнении процесса контактной печати составы съедобной краски могут быть перенесены с пленки или ролика на требуемую поверхность при контакте с этой поверхностью. Контактную печать можно облегчить за счет воздействия давлением на обрабатываемую поверхность со стороны пленки или ролика.

В определенных вариантах после нанесения на поверхность съедобного продукта состав съедобной краски может быть высушен, например, при помощи нагрева.

При выполнении ротационной глубокой печати с переносом ролик, поверхность которого подвергнута гравировке или травлению (также известный как "переносящий ролик" или "ролик с изображением") вращается, будучи частично погруженным в лоток с краской, которая заполняет гравированные области и покрывает поверхность ролика. При выходе покрытой краской части вращающегося ролика из лотка с краской ракель, прижатая к поверхности этого ролика, удаляет лишнюю краску с этой поверхности. После этого гравированный ролик приходит в контакт по образующей с резиновым печатающим роликом (также известным как "печатающий ролик" или "печатающий валец"). Часть съедобной краски, находящейся в гравированной области, переносится на поверхность резинового ролика. С ролика на ролик может быть перенесена приблизительно половина объема съедобной краски, и после этого, как правило, также приблизительно половина объема съедобной краски, находящейся на резиновом ролике, переносится на конфету. Резиновый ролик вращается дальше и приходит в контакт по образующей с конфетами, и краска переносится на конфеты, которые транспортируются в углублениях, созданных в "бесконечной" ленте, находящейся на опорных роликах. Например, не подразумевая при этом наложения ограничений, процесс глубокой ротационной печати с переносом и подходящие печатные машины описаны в патентах США №№ 2,859,689; 4,528,904 и 5,655,453, содержание которых этим упоминанием включено сюда во всей полноте.

Для получения подходящего внешнего вида напечатанного изображения может потребоваться увеличить количество краски на основе CaCO₃, наносимое на продукт при печати, если сравнивать с краской на основе TiO₂. Чтобы соблюсти это условие, в случае краски на основе CaCO₃ можно использовать углубления большего объема. Например, объем углублений, используемых в случае краски на основе CaCO₃, может превышать объем углублений, как правило, используемых в случае краски на основе TiO₂, на величину от приблизительно 10% до приблизительно 300%, от приблизительно 10% до приблизительно 200% или от приблизительно 10% до приблизительно 100%. Для соответствия настоящей заявке гравированные ролики могут быть изменены путем выполнения следующего: 1) изменения объема углублений в них и/или 2) изменения рельефа поверхности углублений (с гладкой на текстурированную), в зависимости от основы, на которую наносится состав съедобной краски.

Можно использовать и другие подходящие процессы печати, которые включают, не ограничиваясь указанным, цифровую печать, ротационную глубокую печать, трафаретную печать, флексографическую печать, офсетную плоскую печать, струйную печать и тампонную печать. Ожидается, что при использовании других типов печати скаленоэдрический CaCO₃, содержащийся в съедобных красках, соответствующих настоящему изобретению, обеспечит хорошие белизну и непрозрачность, однако при этом составы могут отличаться, и необходимо будет определить их эксплуатационные характеристики в этих других печатных системах. Разумеется, применение струйной печати потребует удовлетворения требований, предъявляемых этой технологией к размеру частиц.

В определенных вариантах перед печатью поверхность можно модифицировать, чтобы облегчить сцепление состава съедобной краски с этой поверхностью. Например, поверхность можно подвергнуть травлению или иным образом модифицировать, чтобы улучшить ее для приема состава съедобной краски. В дополнение к этому или в качестве альтернативы, поверхность можно текстурировать, чтобы увеличить площадь сцепления состава съедобной краски и этой поверхности. В дополнение к этому или в качестве альтернативы, чтобы улучшить сцепление состава съедобной краски с поверхностью, до или после нанесения состава съедобной краски на эту поверхность можно нанести компонент-адгезив, например, связующее, глазурь или поверхностно-активное вещество. Согласно настоящему изобретению, состав съедобной краски можно наносить на поверхность с обеспечением определенной толщины. Толщина состава съедобной краски может зависеть, например, от самой поверхности, требуемого окончательного использования и требуемой непрозрачности нанесенного состава съедобной краски. Толщину можно измерить как толщину нанесенной сырой пленки, которая представляет собой толщину пленки из состава съедобной краски после его нанесения и до сушки. Например, в определенных вариантах, которые не накладывают ограничений, толщина нанесенной сырой пленки может составлять от приблизительно 0,2 мкм до приблизительно 60 мкм, от приблизительно 2 мкм до приблизительно 40 мкм, от приблизительно 4 мкм до приблизительно 30 мкм или от приблизительно 10 мкм до приблизительно 20 мкм. В качестве альтернативы, толщина сырой пленки составляет менее 60 мкм. Упомянутая толщина также может представлять собой толщину высохшей пленки, то есть толщину после нанесения и сушки. Например, в определенных вариантах, которые не накладывают ограничений, толщина высохшей пленки может составлять от приблизительно 0,1 мкм до приблизительно 30 мкм, от приблизительно 1 мкм до приблизительно 20 мкм, от приблизительно 2 мкм до приблизительно 15 мкм или от приблизительно 5 мкм до приблизительно 10 мкм. В качестве альтернативы, толщина высохшей пленки составляет менее 30 мкм. Рассматриваемые здесь составы съедобной краски, включающие скаленоэдрические частицы карбоната кальция, способны обеспечить требуемую светлоту даже при нанесении с такими небольшими толщинами.

4.1. Оборудование

Ниже приведена более подробная информация по оборудованию и приспособлениям для нанесения красок и определения цвета, которые указаны в данном описании.

А) Вискозиметр Discovery Hybrid Rheometer - 3 (TA Instruments, New Castle, DE, USA)

Конфигурация прибора

- верхнее крепление: конус 60 мм из нержавеющей стали, угол конуса 1,003°, зазор от усечения 28 мкм, Solvent Trap (улавливатель растворителя)

- нижнее крепление: Peltier Plate (платформа с элементами Пельтье) с изолирующими крышками и центрирующим кольцом

- температура: 23°С

- растворитель в Solvent Trap: 1:1 IPA:водный раствор.

В) Anton Paar GmbH, Graz, Austria - Вискозиметр с контролируемым напряжением сдвига MCR 302

- геометрия: СР40-4 (пластина диаметром 40 мм и усеченный конус с углом конуса 4°)

- температура: 22°С

- режим тестирования: изменение скорости сдвига по логарифмической шкале в диапазоне 0,01-1000 с^-1; всего 51 элемент данных, сбор данных в режиме с логарифмическими шкалами, начиная с 20 с и заканчивая 0,5 с, чтобы обеспечить устойчивое равновесие при каждой скорости сдвига; 10 элементов на разряд.

С) BYK Gardner USA (Columbia, MD, USA)

- аппликатор 6 & 10 mils Double Bar Cat. No. 5302 (аппликатор стержневого типа с зазорами 6 и 10 милов (152,4 и 254 мкм))

- карточка Byko-chart opacity 2A 5,5×10 inches Cat. No. 2810 (карточка для определения непрозрачности 13,97 х 25,4 см)

Leneta Company, Inc. (Mahwah, NJ, USA)

- аппликаторы Leneta Wire-Cator™

WC2.5, WC-3, WC-4, WC-6, WC-8, WC-10, WC-12, WC-16,

WC-22, WC-28, WC-40, WC-52

- вакуумная пластина Leneta VP-0912

Konika Minolta Sensing Americas, Inc. (Ramsey, NJ, USA)

- спектрофотометр CM-5

Далее приведена информация по указанным в настоящем описании вискозиметру Цана и оборудованию для измерения кинематической вязкости.

Вискозиметр Цана (#1 - #5) был выбран для оценки предполагаемой вязкости жидкости. Вискозиметр и термометр погружались в контейнер с образцом, и после этого выполнялось перемешивание, чтобы обеспечить равномерное распределение температуры и неизменную плотность. После этого вискозиметр Цана оставляли в образце на 5 минут, чтобы стабилизировать температуру, целью чего была надлежащая подготовка образца. После этого вискозиметр поднимали из контейнера с образцом в вертикальном направлении, используя имеющееся в вискозиметре кольцо. Отсчет времени запускали, когда верхняя часть вискозиметра появлялась на поверхности жидкости. Отсчет времени прекращали, когда с нижней стороны вискозиметра Цана обнаруживался первый отчетливый разрыв в потоке жидкости.

Записывались номер вискозиметра, температура и время в секундах (секунды Цана). Вязкость вычислялась с использованием формул для вискозиметра Цана.

V=K(T-C) Вискозиметр Цана Формула V - кинематическая вязкость #1 V=1,1(T-29) T - время истечения (секунды Цана) #2 V=3,5(T-14) K и C - константы #3 V=11,7(T-7,5) #4 V=14,8(T-5) #5 V=23(T-0)

Boekel Scientific, Feasterville, PA 19053

- вискозиметр Цана от компании Boekel (#1 - #5), объем чаши 44 мл

Далее приведена информация по шейкеру, используемому при испытании отпечатка на долговечность, которое здесь рассмотрено.

Burrell Scientific, Pittsburg, PA 15205

- шейкер Wrist Action Shaker model 75

Далее приведена информация по рассмотренным здесь процессу глубокой ротационной печати с переносом и печатным машинам для выполнения этого процесса.

Ackley Machine Corporation (Moorestown, NJ)

- машина для ротационной глубокой печати, 5 дюймов

- промышленные печатные машины, 14 дюймов.

5. Способы получения

5.1. Способ получения съедобной краски, содержащей связующее, спирт и воду

Состав съедобной краски, содержащий НРМС, спирт и воду, может быть получен при помощи способа, который приведен далее. С использованием мешалки (например, электрической мешалки, снабженной крыльчаткой с образующими крест лопастями (Fisher Scientific)) в контейнере (например, контейнере емкостью 32 унции (946,4 мл)) можно смешать заранее определенные количества спирта (например, изопропанола, бутанола, изоамилового спирта), пропиленгликоля и водосодержащего компонента (например, деионизированной воды или деионизированной воды с гидроксидом аммония). В раствор, представляющий собой будущий растворитель, отдельными порциями может быть добавлено связующее (в течение периода времени примерно 1-5 минут при перемешивании со скоростью примерно 500-1500 об/мин). Во время добавления связующего скорость (в об/мин) мешалки может быть увеличена из-за загустевания смеси. После того, как добавлено связующее, во время перемешивания раствора контейнер можно закрыть, например, для того чтобы было минимальным испарение. Контейнер может быть утяжелен, например, при помощи свинцовых кольцевых грузов, установленных на крышку, чтобы уменьшить вибрацию образца при повышенных скоростях.

Образец можно непрерывно перемешивать до тех пор, пока связующее не распределится в растворяющей системе (например, в течение примерно 10-20 минут при скорости примерно 1400-1500 об/мин). После того, как связующее растворилось в растворе, в раствор отдельными порциями можно, выполняя перемешивание, добавлять заранее определенное количество скаленоэдрического карбоната кальция (например, в течение периода времени примерно 1-5 минут). Когда добавление скаленоэдрического карбоната кальция завершено, можно выполнить непрерывное перемешивание образца при помощи мешалки (например, электрической мешалки, в течение примерно 15 минут при скорости примерно 1400-1500 об/мин). После того, как образец хорошо перемешан, его можно поместить на хранение в герметизируемый контейнер.

5.2. Способ получения съедобной краски, содержащей шеллак и спирт

Состав съедобной краски, содержащий шеллак и спирт, может быть получен при помощи способа, который приведен далее. В контейнере (например, пластиковом контейнере емкостью 1 л с навинчивающейся крышкой) можно смешать изопропанол и шеллак в виде хлопьев. Раствор может быть подвергнут обработке ультразвуком (например, при температуре примерно 60°С в течение 5 циклов по 100 минут). После каждого цикла раствор можно перемешивать в вихревой мешалке (например, в течение примерно 1 минуты), чтобы распределить шеллак, после чего раствор снова обрабатывается ультразвуком. После растворения шеллака, в содержащий его раствор можно добавить оставшиеся растворители с одновременным перемешиванием при помощи мешалки (например, электрической мешалки, снабженной крыльчаткой с образующими крест лопастями (Fisher Scientific)). Раствор с шеллаком можно перемешивать при скорости примерно 500 об/мин. После того, как завершено добавление растворителей, раствор можно еще раз перемешать (например, при скорости примерно 500-1500 об/мин в течение примерно 2 минут). После этого можно продолжать перемешивание и одновременно добавлять в раствор отдельными порциями заранее определенное количество скаленоэдрического карбоната кальция (например, в течение периода времени примерно 1-5 минут). Когда добавление скаленоэдрического карбоната кальция завершено, можно выполнить непрерывное перемешивание образца при помощи мешалки (например, в течение примерно 15 минут при скорости примерно 1400-1500 об/мин). После того, как образец хорошо перемешан, его можно поместить на хранение в герметизируемый контейнер.

Примеры

Приведенные далее примеры, которые приведены только для его иллюстрации и не накладывают на него ограничений, помогут лучше понять настоящее изобретение.

Пример 1: Сравнение составов съедобной краски на основе шеллака и спирта с составами съедобной краски на основе НРМС, спирта и воды

Были получены составы краски, соответствующие различным, не накладывающим ограничений вариантам реализации настоящего изобретения, и сравнительные составы, и они были протестированы с целью оценки качества и долговечности отпечатков. Для каждого состава были выполнены измерения, необходимые для получения общего рейтинга качества отпечатка, рейтинга разрешения отпечатка и рейтинга долговечности отпечатка.

Краска на основе шеллака и спирта (Сравнительный состав 1)

Был получен первый состав краски (Сравнительный состав 1). Сравнительный состав 1 представлял собой краску на основе шеллака и спирта, которая включала скаленоэдрический карбонат кальция. Компоненты и их относительные доли приведены в Таблице 1. Сравнительный состав 1 включал изопропанол (примерно 40,0% по весу), изоамиловый спирт (примерно 20,0% по весу), шеллак в виде хлопьев (примерно 10,0% по весу) и CaCO₃ ViCALity™ Light (примерно 30,0% по весу), в % от общего веса.

Имеющий вид хлопьев, обесцвеченный шеллак (Stroever Schellack Bremen, SSB 56 Sonne FL Cat#0400 0001) был растворен в изопропаноле (Sigma Aldrich W292907). Раствор нагревался и перемешивался, чтобы обеспечить его однородность. Раствор охлаждался до комнатной температуры и перемешивался с использованием мешалки с верхним приводом. Мешалка с верхним приводом содержала крыльчатку с образующими крест лопастями. Во время перемешивания раствора добавлялись дополнительные спиртовые растворители, указанные в Таблице 1. Эти растворители добавлялись при продолжающемся перемешивании. При этом все добавки, указанные в Таблице 1, добавлялись отдельными порциями с перемешиванием. После этого отдельными порциями добавлялся карбонат кальция (Specialty Minerals ViCALity™ Light) и перемешивание продолжалось в течение примерно 20 минут (при скорости примерно 1500-2000 об/мин), в результате после завершения его добавления была получена краска (Сравнительный состав 1).

Сравнительный состав 1 был помещен в машину для ротационной глубокой печати с переносом Ackley, 5 дюймов, и использован для создания отпечатков на шоколадных конфетах с сахарной оболочкой. Шоколадные конфеты с сахарной оболочкой имели разные основные цвета. Для образца из 100 изделий был выставлен рейтинг по общему качеству отпечатка и разрешению отпечатка с использованием 10-балльной шкалы. Изделия с отпечатком показаны на Фиг.2. Для конфет с отпечатком было проведено испытание с встряхиванием, чтобы оценить долговечность отпечатка. Общий рейтинг отпечатка, рейтинг разрешения и рейтинг долговечности для Сравнительного состава 1 приведены в Таблице 2.

Краски на основе НРМС, спирта и воды (Составы 2-4)

Были получены составы краски, соответствующие разным, не накладывающим ограничений вариантам реализации настоящего изобретения (Составы 2-4). Составы краски (Составы 2-4) содержали скаленоэдрический карбонат кальция с НРМС в качестве связующего и водно-спиртовой растворитель. Компоненты и их относительные доли приведены в Таблице 1. Состав 2 содержал изоамиловый спирт (примерно 37,0% по весу), пропиленгликоль (примерно 4,0% по весу), 13%-й раствор NH₄OH в воде (примерно 20,0% по весу), НРМС (примерно 10,0% по весу), масло Captex (примерно 4,0% по весу) и CaCO₃ ViCALity™ Light (примерно 25,0% по весу), в % от общего веса. Состав 3 содержал изопропанол (примерно 4,625% по весу), изоамиловый спирт (примерно 41,375% по весу), пропиленгликоль (примерно 4,0% по весу), 13%-й раствор NH₄OH в воде (примерно 20,0% по весу), НРМС (примерно 10,0% по весу) и CaCO₃ ViCALity™ Light (примерно 20,0% по весу), в % от общего веса. Состав 4 содержал изопропанол (примерно 4,625% по весу), 1-бутанол (примерно 41,375% по весу), пропиленгликоль (примерно 4,0% по весу), воду (примерно 20% по весу), НРМС (примерно 10,0% по весу) и CaCO₃ ViCALity™ Light (примерно 20,0% по весу), в % от общего веса.

Компоненты составов в количествах, указанных в Таблице 1, (спирты (например, изопропанол, бутанол или изоамиловый спирт), пропиленгликоль и водосодержащий компонент (например, деионизированная вода или деионизированная вода с гидроксидом аммония)) были смешаны в контейнере (например, контейнере емкостью 32 унции (946,4 мл)) с использованием электрической мешалки, имеющей крыльчатку с образующими крест лопастями (Fisher Scientific). В раствор, представляющий собой будущий растворитель, отдельными порциями в течение периода времени примерно 1-5 минут добавлялся Methocel E3 Premium при одновременном перемешивании (при скорости примерно 500-1500 об/мин). Во время добавления Methocel E3 Premium скорость вращения (об/мин) электрической мешалки увеличивали из-за загустевания смеси. После добавления Methocel E3 Premium контейнер был закрыт, чтобы испарение было минимальным, и перемешивание было продолжено. Контейнер был утяжелен, например, при помощи свинцовых кольцевых грузов, установленных на крышку, чтобы уменьшить вибрацию образца при повышенных скоростях перемешивания.

Образец непрерывно перемешивался в течение примерно 10-20 минут (при скорости примерно 1400-1500 об/мин), до тех пор, пока не было обеспечено равномерное распределение Methocel E3 Premium в растворяющей системе. После растворения Methocel E3 Premium, в полученный в результате раствор в течение периода времени примерно 1-5 минут отдельными порциями с перемешиванием добавлялось указанное количество CaCO₃ ViCALity™ Light. После добавления CaCO₃ ViCALity™ Light раствор перемешивался в течение примерно 15 минут (при скорости примерно 1400-1500 об/мин).

Полученные краски (Составы 2-4) были помещены в машину для ротационной глубокой печати с переносом Ackley, 5 дюймов, и использованы для создания отпечатков на шоколадных конфетах с сахарной оболочкой. Шоколадные конфеты с сахарной оболочкой имели разные основные цвета. Для образцов, содержащих по 100 изделий, был выставлен рейтинг по общему качеству отпечатка и разрешению отпечатка с использованием 10-балльной шкалы. После этого для конфет с отпечатком было проведено испытание с встряхиванием, чтобы оценить долговечность отпечатка. Изделия с отпечатком из Состава 4 показаны на Фиг.3. Общий рейтинг отпечатка, рейтинг разрешения и рейтинг долговечности для Составов 2-4 приведены в Таблице 2.

Испытание отпечатка на долговечность

Испытание на долговечность позволило сравнить читаемость отпечатков до и после выполнения стандартной процедуры встряхивания, оценка проводилась для образцов, содержащих 100 изделий. Рейтинг долговечности отпечатков - разность между читаемостью до встряхивания и читаемостью после встряхивания. Отпечатку с наиболее предпочтительной долговечностью присваивается рейтинг 0, и отпечатку с наименее предпочтительной долговечностью присваивается рейтинг 100. Предпочтительно, чтобы рейтинг долговечности отпечатка был менее приблизительно 90, менее приблизительно 80, менее приблизительно 70, менее приблизительно 60, менее приблизительно 50, менее приблизительно 40, менее приблизительно 30, менее приблизительно 20, менее приблизительно 10, менее приблизительно 5, менее приблизительно 3, менее приблизительно 2 или менее приблизительно 1, и наиболее предпочтительно, чтобы он составлял приблизительно 0.

Для выполнения испытания с встряхиванием образец из множества конфет с отпечатком (примерно 200 г) был помещен в пластиковый контейнер (емкостью 16 унций (473,2 мл)). Этот пластиковый контейнер был установлен в шейкер (Wrist Action Shaker model 75 от компании Burrell Scientific). Чтобы обеспечить равновесие машины во время выполнения испытания, образцы можно устанавливать парами. Если необходимо было протестировать только один образец, для обеспечения равновесия использовался необработанный образец такого же веса. Таймер машины устанавливается на 30 секунд, и значение параметра для подвижного держателя устанавливается равным "5". Машина запускается, и после это она будет сильно встряхивать изделия в течение примерно 30 секунд. После встряхивания 100 конфет располагают так, чтобы отпечатки находились сверху, для оценки читаемости отпечатков таким образом, как здесь указано.

Конфеты-драже с отпечатком вынимают из печатной машины, и 100 штук помещают в лоток таким образом, чтобы отпечатки находились сверху. Количество драже с "нечитаемым" отпечатком определяют следующим образом. Отпечаток считается "нечитаемым", если исчезло более половины одной ножки буквы "m", или исчезло любое число частей этой буквы, которые в сумме дают больше половины упомянутой ножки. Эту оценку также выполняют для конфет с отпечатком после описанного выше встряхивания. Рейтинг долговечности отпечатков вычисляют как разность между "читаемостью" до встряхивания и "читаемостью" после встряхивания.

Таблица 1
Составы съедобной краски Сравнительный состав 1, % по весу Состав 2, % по весу Состав 3, % по весу Состав 4, % по весу Изопропанол 40,0 - 4,625 4,625 Изоамиловый спирт 20,0 37,0 41,375 - 1-бутанол - - - 41,375 Пропиленгликоль - 4,0 4,0 4,0 Вода - - 20,0 13%-й раствор NH₄OH в воде - 20,0 20,0 - Шеллак в виде хлопьев 10,0 - - - HPMC - 10,0 10,0 10,0 Масло Captex - 4,0 - - CaCO₃ ViCALity™ Light 30,0 25,0 20,0 20,0 Всего, % 100,0 100,0 100,0 100,0

Таблица 2
Общий рейтинг отпечатка, рейтинг разрешения и рейтинг долговечности для отпечатков, полученных из составов съедобной краски Сравнительный состав 1, % по весу Состав 2, % по весу Состав 3, % по весу Состав 4,
% по весу Общий рейтинг отпечатка 6.0 7.0 7.0 7.0 Рейтинг разрешения 5.0 7.0 6.0 6.0 Рейтинг долговечности 88 5 1 2

Как показано в Таблице 2, значение рейтинга долговечности отпечатка в случае Сравнительного состава 1 было больше значения рейтинга долговечности отпечатков у каждого из Составов 2-4, содержащих растворитель на основе воды и спирта. Таким образом, Сравнительный состав 1, содержащий краску на основе шеллака и спирта, характеризовался меньшей долговечностью отпечатка по сравнению с составами краски, содержащими растворитель на основе воды и спирта (Составы 2-4).

На Фиг.2 и 3 приведены фотографии конфет с твердой накаткой, отпечаток на которых был получен с использованием составов съедобной краски белого цвета. На Фиг.2 приведена фотография конфет с твердой накаткой, отпечаток на которых был получен с использованием составов съедобной краски белого цвета, которые соответствуют Сравнительному составу 1. Сравнительный состав 1 представлял собой краску на основе шеллака и спирта, содержащую скаленоэдрический карбонат кальция. На Фиг.3 приведена фотография конфет с твердой накаткой, отпечаток на которых был получен с использованием составов съедобной краски белого цвета, которые соответствуют Составу 4. Состав 4 содержал скаленоэдрический карбонат кальция с НРМС в качестве связующего и растворитель на основе воды и спирта. На Фиг.2 и Фиг.3, если смотреть слева направо, в двух верхних рядах находятся коричневая, синяя и зеленая конфеты, и в двух нижних рядах находятся красная, оранжевая и желтая конфеты.

Пример 2: Вязкость составов съедобной краски на основе НРМС, спирта и воды

Были получены составы съедобной краски, соответствующие определенным, не накладывающим ограничений вариантам реализации настоящего изобретения, и была измерена их вязкость. Графики зависимости вязкости (сП) от скорости сдвига (с^-1) представлены на Фиг.4 - Фиг.7.

Пример 3: Составы съедобной краски

Составы съедобной краски из определенных, не накладывающих ограничений вариантов реализации настоящего изобретения приведены в Таблице 3.

Таблица 3
Составы съедобной краски Компоненты Изопропанол 45 13%-й раствор гидроксида аммония в воде 20 Шеллак в виде хлопьев 10 Карбонат кальция ViCALity Light 25 Всего 100 Общий рейтинг 6 Рейтинг разрешения 5 Рейтинг долговечности отпечатка Дельта=2 Вязкость по Цану 12 сСт

Хотя настоящее изобретение и его преимущества были описаны достаточно подробно, необходимо понимать, что в это изобретение могут быть внесены различные изменения, замены и модификации, не приводящие к выходу за пределы его сущности и объема, которые определены в пунктах приложенной Формулы изобретения. Помимо этого, предполагается, что объем настоящего изобретения не ограничивается конкретными вариантами процесса, устройства, технологии изготовления, состава материала, средств, способов и этапов, которые описаны в этой спецификации. Как легко поймет специалист обычной квалификации в данной области техники в результате рассмотрения настоящего изобретения, в этом изобретении могут быть использованы существующие в настоящее время или те, которые могут быть разработаны в будущем, процессы, устройства, технологии изготовления, составы материалов, средства, способы или этапы, которые выполняют ту же функцию или обеспечивают тот же результат, что и соответствующие описанные здесь варианты. Таким образом, предполагается, что пункты приложенной Формулы изобретения охватывают такие процессы, устройства, технологии изготовления, составы материалов, средства, способы или этапы.

Содержание патентов, заявок на патент, публикаций, описаний изделий и протоколов, указанных в этой заявке посредством ссылки, включено в нее во всей полноте для любых целей.

Предлагаемое изобретение относится к пищевым продуктам, в частности к составам для окрашивания пищевых продуктов. Состав съедобной краски содержит скаленоэдрические частицы карбоната кальция, водно-спиртовой растворитель, воду или смесь воды и аммиака и связующее. Водно-спиртовой растворитель включает С2 - С6 спирт, выбранный из группы, состоящей из изопропанола, 1-пропанола, этанола, 1-бутанола, 3-метил-1-бутанола, 2-бутанола и гексанола или их смеси. Связующее выбрают из группы, состоящей из гидроксипропилметилцеллюлозы, гидроксипропилцеллюлозы, метилцеллюлозы, шеллака, поливинилпирролидона и натрий-карбоксиметилцеллюлозы. Состав съедобной краски наносят в виде пленки. Предлагаемый состав съедобной краски имеет более высокие качество и долговечность, его можно наносить путем печати на множество различных поверхностей, в том числе на поверхность пищевых продуктов, например, кондитерских изделий и закусок. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил., 3 табл., 3 пр.

1. Состав съедобной краски, содержащий:

- скаленоэдрические частицы карбоната кальция;

- водно-спиртовой растворитель, включающий:

С2 - С6 спирт, выбранный из группы, состоящей из изопропанола, 1-пропанола, этанола, 1-бутанола, 3-метил-1-бутанола, 2-бутанола и гексанола или их смеси, а также

воду или смесь воды и аммиака; и

- связующее, выбранное из группы, состоящей из гидроксипропилметилцеллюлозы, гидроксипропилцеллюлозы, метилцеллюлозы, шеллака, поливинилпирролидона и натрий-карбоксиметилцеллюлозы, причем состав при его нанесении в виде пленки имеет рейтинг долговечности отпечатка менее 70, где рейтинг долговечности отпечатка представляет собой разницу между числом изделий с дефектным отпечатком до выполнения испытания со встряхиванием и числом таких изделий после этого испытания на основании серии образцов из 100 изделий.

2. Состав по п.1, выполненный с возможностью получения сырой пленки толщиной приблизительно 60 мкм или менее при нанесении в виде пленки.

3. Состав по п.1, выполненный с возможностью получения высохшей пленки толщиной приблизительно 30 мкм или менее при нанесении в виде пленки.

4. Состав по п.1, содержащий частицы карбоната кальция в количестве от приблизительно 10% по весу до приблизительно 30% по весу.

5. Состав по п.1, при нанесении которого высохший отпечаток имеет рейтинг долговечности отпечатка менее 10.

6. Состав по п.5, при нанесении которого высохший отпечаток имеет общий рейтинг качества отпечатка более 4, где общий рейтинг качества отпечатка представляет собой оценку яркости отпечатка и завершенности изображения на основании серии образцов из 100 изделий по 10-балльной шкале.

7. Состав по п.1, в котором спирт содержит высокомолекулярный спирт и низкомолекулярный спирт в соотношении, превышающем приблизительно 1:1.

8. Пищевой продукт, содержащий состав съедобной краски по п.1.

9. Продукт по п.8, представляющий собой кондитерское изделие.

10. Продукт по п.9, представляющий собой конфету с твердой накаткой.

11. Продукт по п.10, представляющий собой конфету с твердой накаткой, которая содержит глянцевое покрытие.

12. Продукт по п.8, представляющий собой закуску.

13. Состав съедобной краски, содержащий:

- скаленоэдрические частицы карбоната кальция,

- водно-спиртовой растворитель, включающий:

С2 - С6 спирт, выбранный из группы, состоящей из изопропанола, 1-пропанола, этанола, 1-бутанола, 3-метил-1-бутанола, 2-бутанола и гексанола или их смеси, а также

воду или смесь воды и аммиака; и

- связующее, выбранное из группы, состоящей из гидроксипропилметилцеллюлозы, гидроксипропилцеллюлозы, метилцеллюлозы, шеллака, поливинилпирролидона и натрий-карбоксиметилцеллюлозы, причем состав в состоянии высохшей пленки имеет рейтинг долговечности отпечатка менее 70, где рейтинг долговечности отпечатка представляет собой разницу между числом изделий с дефектным отпечатком до выполнения испытания со встряхиванием и числом таких изделий после этого испытания на основании серии образцов из 100 изделий.

14. Состав по п.13, в котором связующее представляет собой гидроксипропилметилцеллюлозу.

15. Состав по п.13, выполненный с возможностью нанесения на покрытие, представляющее собой глазурь.

16. Состав по п.13, дополнительно содержащий один или более пигментов, выбранных из группы, состоящей из растительной сажи, оксидов железа, искусственных красителей и красителей, не являющихся искусственными.